变电站电气自动化设计探析

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　　摘  要：随着城镇化水平的不断提升，为满足社会发展对供电系统的要求，供电企业正在加强对变电站的有效建设，使其能够在整个供电环节持续且稳定的进行供电。而且随着近几年来电气自动化技术的有效应用，使得变电站的供电效率和质量得到有效提升，能够更好的应对各种突发状况和问题，在一定程度上推进了变电站的有效发展。所以文章对变电站电气自动化设计展开相关论述，分析电气自动化的设计要点，同时对相关具体设计展开研究，希望对我国变电站电气自动化设计及应用有所帮助。
　　关键词：变电站;电气自动化;意义及要点;设计
　　中图分类号：TM76         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）36-0088-02
　　Abstract： With the continuous improvement of urbanization level， in order to meet the requirements of social development for power supply systems， power supply enterprises are strengthening the effective construction of substations so that they can supply power continuously and stably throughout the power supply. Moreover， with the effective application of electrical automation technology in recent years， the power supply efficiency and quality of the substation have been effectively improved， and it is possible to better cope with various emergencies and problems， and to some extent， promote the effective development of the substation. Therefore， this paper discusses the electrical automation design of substation， analyzes the design points of electrical automation， and studies the related specific design. It is hoped that it will help the design and application of electrical automation in substation in China.
　　Keywords： substation; electrical automation; meaning and key points; design
　　1 概述
　　隨着我国整体用电市场的多元化发展，人们对整个供电系统有了更高的要求和标准，而变电站又是供电系统中的关键组成部分，所以说加强变电站的电气自动化设计有助于推进变电站工作，更好地完成供电系统运行工作。现阶段我国在变电站电气自动化设计方面的应用仍然处于前期阶段，因此相对来说仍有很多内容需进一步开展研究，加强对各项电器自动化技术的设计应用，使其更好地发挥供电作用，推动我国整体供电系统的稳定可持续发展。
　　2 变电站电气自动化设计概况
　　在变电站建设过程中加强电气自动化设计主要是通过对电力系统中变换电压、分配电能、控制电力流向、调整电压的电力设施等多个内容进行调整和设计。在对超高压电进行电气设计时一般会使用微机故障录波装置、微机线路保护、微机远动装置对整个系统进行检测，另外还会对其安装相应的实时微机监测系统、远动设备以及继电保护装置等，能够大大提升变电站电气自动化设计水平，为后续工作的开展奠定基础。要想正确确保变电站电气自动化的有效设计，就一定要充分意识其在变电站中的应用意义与价值，否则将会造成其应用不当而无法满足其供电需求，严重拉低了整个供电系统的供电水平，所以说必须加强对变电站电气自动化设计的有效研究和应用。
　　3 电气自动化技术在变电站中的意义
　　现阶段电气自动化技术和整个供电系统的运行有着越来越紧密的联系，所以说在变电站建设过程中加强电气自动化技术的有效应用能够大大提升供电运行的自动化水平，避免过多人力资源的投入而造成对整个供电系统的影响，有效确保变电站运行稳定性。
　　3.1 有利于实现电力服务智慧化
　　现阶段我国变电站的建设呈现出一定的分布趋势，对于该地区的经济发展有着十分重要的作用，因为其将直接决定着该地区的供电运行稳定性，而电气自动化技术的有效应用能够大大提升整个供电系统的准确性。因为电气自动化技术的要求越来越高，变电站在处理各项问题时更加智能化，使其运行起来即便是没有人力的干预也能够提高自身运行的准确性，加强对各项错误及故障的有效修正，既确保了变电站的安全稳定性，又能够大大提升供电系统运行效率。
　　3.2 有利于实时模拟工作开展
　　在变电站建设中使用电气自动化技术进行设计，能够实现对变电站的实时动态模拟，进而更好的了解其运行状况。一般来说，变电站有瞬时与稳态两种状态，因此加强电气自动化设计技术应用能够更好地对其运行状态进行预判处理，加强对于各种技术的有效模拟和仿真，分析电气设备的运行状态，真正实现对整个变电站的有效监测和管理，不断完善和优化其运行状态。 　　4 电气自动化设计要点
　　4.1 电气自动化系统结构设计
　　进行电站电气自动化设计时要加强对其系统结构的有效设计，因为一般会采取分散分布式结构，以电气自动化单元为配置对象。另外，整个电气自动化设计系统内部的结构装置具备一定的独立性，加强对其系统结构的有效设计能够更好地应对相关故障隐患问题的产生，防止因为测控以及通信网出现故障所造成的问题和影响。
　　4.2 电气自动化信息的分层设计
　　要对电气自动化信息的分层进行设计，因为在开展电气自动化设计过程中一定要对所有一次设备与间隔层间的信息分层进行设计，这样才可以有效确保电压与电流相关设备的稳定运行。在对间隔层的信息交换设计过程中，要求对其内部的功能模块开展相关设计工作，确保机电保护装置和控制模块以及监测模块之间的信息沟通与交流。同时还要对间隔层与变电站进行信息设计。一般来说，变电站的监控系统主要是由间隔层采集将数据信息发送到监控管理机，通常主要包含以下内容：正常运行状態以及故障问题运行状态下的测量值和计算值、断路器状态、保护操作等参数状态。
　　5 电气自动化在变电站中的具体设计
　　5.1 计算机监控系统设计
　　计算机监控系统设计主要从两方面入手，首先是对操纵控制方式的设计，因为整个监控系统的设定是为了适应无人值班工作的开展进行设计的，一般是根据其功能性分层进行考虑，按照集控中心、变电站控制层、间隔层等设备的功能性进行分层。由于某些环节只是检修的操作手段，所以说整体电气监控范围和区域能够根据相应的需求进行调整。另外，还要确保各个设备的运行状态、选择功能的开关状态都应配备一定的监控系统，进而加强对各个层级的有效控制。如果系统产生各种故障时则能够及时向控制中心发出警告，缩短应急处理的时间。
　　在系统配置方面要求控制层作为整个监控系统的关键，通常包含以下设备：远动主站、GPS对时装置、公用接口装置、打印机、主机兼操作员站以及网络系统。另外，还要对计算机监控系统的外围设备进行精简，比如去除操作员站的缓解，但是要为其预留一个便携机接口，以便后期工作需求。为了确保后期系统的升级与优化作用，在对主线图进行设计以及控制层数据库的建立时一定要从长远的方向进行考虑。
　　5.2 相关设备的使用
　　二次设备的使用一般要遵守以下原则：首先在对二次设备进行安装和布置时一般采取集中式，以便监控设备室和继电器室能够结合具体状况进行分割或者合并;另外在对保护装置以及监控系统测控系统组装屏选择方面要充分进行考虑，确保各个二次设备的外形、柜体的结构以及颜色相协调;同时还要求继电器室内的系统能够集中深部安装以下几种设备：控制层设备、主变压器保护柜、测控柜、故障录波器、电能表柜、直流柜通信设备屏柜以及110kW系统，还要在室内预留出备用屏的空间;最后则要求在35（10）kW的开关柜上安装测控装置。
　　直流系统布置于继电器室内，不增设相应的电池室，而且电池的数量级容量也要根据具体的参数来设定。直流系统的额定电压使用220/110V，并通过单母线分段接地。其配置有：一套直流接地的自检测装置、两套冗余配置的高频开关电源充电设备、一套阀控式电池组。当然，如果变电站的规模较大也可以增设一套电池组，其容量一般为100Ah～200Ah，每组蓄电池由104只密封式的铅蓄电池构成。
　　交流不停电电源（UPS）系统计算机监控系统要求具备持续不停电的供电系统，因此会使用UPS系统，该系统能够利用220/110V的直流电源为其提供相应电流而不自带电源，能够使用模块化的N+1冗余配置，确保每套的电池容量在3kW左右。在具体应用中应结合容量要求进行安装。
　　整个图像监控系统的目的在于可以实现便捷化的管理，对于出现的问题能够及时进行发现并解决，确保系统设备的稳定运行。一般来说该系统设备需遵循以下原则：需要在变电站工作区域周围安装远红外线探测器与电子栅栏，在各大主控楼以及大门配置摄像头;同时对于各个配电设备房间内部也要安装摄像头，确保整个变电站的防火、防盗以及安全性，能够在出现险情时第一时间将其传输到控制中心。
　　6 变电站电气自动化技术的发展趋势
　　随着当前科技水平的不断提升和各种新型技术的研发与应用，使得电气自动化的应用前景更为广阔，尤其是在变电站系统中的有效应用为整个供电系统的运行带来了新的可能性。而且随着电子计算机技术、数字化技术及互联网技术的不断完善和优化，电气自动化技术和变电站的融合将会更加深入，进而有效推进变电站科学合理的设计、规划等工作的开展，确保变电站能够大大提升其自动化水平，完成一系列相关操作，确保整个变电站供电系统的安全性与稳定性。
　　7 结束语
　　总体而言，在变电站运行过程中，电气自动化技术有着越来越关键的作用，因为该技术的有效应用可以大大提高变电站整体运行的安全性、可靠性，另外，还能够使变电站为整个社会的发展提供全方位智能化的针对性电力服务，进而达到供电系统的可控化与自动化。而且随着整个社会对供电需求的不断提高，变电站在整个供电系统中有着十分重要的作用，因此必须将其摆在十分合理且关键的位置，通过开展一系列相关研究和分析，不断提高电气自动化技术在变电站设计中的有效应用，最终确保整个社会供电系统的稳定运行。
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